Cientistas da Universidade de Tohoku no Japão desenvolveram uma descrição matemática do que acontece dentro de pequenos ímãs à medida que flutuam entre os estados quando uma corrente elétrica e um campo magnético são aplicados. Suas descobertas, publicadas na revista Nature Communications , poderia atuar como a base para a engenharia de computadores mais avançados que podem quantificar a incerteza ao interpretar dados complexos.
Os computadores clássicos nos trouxeram até aqui, mas há alguns problemas que eles não podem resolver com eficiência. Os cientistas têm trabalhado para resolver isso por meio de computadores de engenharia que podem utilizar as leis da física quântica para reconhecer padrões em problemas complexos. Mas esses chamados computadores quânticos ainda estão em seus estágios iniciais de desenvolvimento e são extremamente sensíveis ao ambiente, exigindo temperaturas extremamente baixas para funcionar.

Agora, os cientistas estão olhando para algo diferente:um conceito chamado computação probabilística. Esse tipo de computador, que poderia funcionar à temperatura ambiente, seria capaz de inferir respostas potenciais a partir de entradas complexas. Um exemplo simplista desse tipo de problema seria inferir informações sobre uma pessoa observando seu comportamento de compra. Em vez de o computador fornecer um resultado único e discreto, ele seleciona padrões e fornece uma boa estimativa de qual pode ser o resultado.

Pode haver várias maneiras de construir esse computador, mas alguns cientistas estão investigando o uso de dispositivos chamados junções de túnel magnético. Estes são feitos de duas camadas de metal magnético separadas por um isolante ultrafino. Quando esses dispositivos nanomagnéticos são ativados termicamente sob uma corrente elétrica e um campo magnético, os elétrons fazem um túnel através da camada isolante. Dependendo de sua rotação, eles podem causar mudanças ou flutuações dentro dos ímãs. Essas flutuações, chamadas p-bits, que são a alternativa aos bits liga/desliga ou 0/1 que todos ouvimos falar em computadores clássicos, podem formar a base da computação probabilística. Mas para projetar computadores probabilísticos, os cientistas precisam ser capazes de descrever a física que acontece nas junções de túneis magnéticos.

Isso é precisamente o que Shun Kanai, professor do Instituto de Pesquisa de Comunicação Elétrica da Universidade de Tohoku, e seus colegas conseguiram.

"Nós esclarecemos experimentalmente o 'expoente de comutação' que governa a flutuação sob as perturbações causadas pelo campo magnético e torque de transferência de spin em junções de túneis magnéticos", diz Kanai. "Isso nos dá a base matemática para implementar junções de túnel magnético no p-bit para projetar computadores probabilísticos de forma sofisticada. Nosso trabalho também mostrou que esses dispositivos podem ser usados ​​para investigar física inexplorada relacionada a fenômenos termicamente ativados." + Explorar mais

Demonstrando o p-bit spintrônico mais rápido do mundo